当病毒进入人体后，首先进入血液，引起病毒血症，随后可侵入全身器官或中枢神经系统；亦可由病毒直接侵犯中枢神经系统。发生病毒脑炎时，常引起神经细胞的炎症、水肿、坏死等改变，出现一系列临床表现。当炎症波及脑膜时，则称为病毒性脑膜脑炎。

病毒性脑炎轻重差别很大。既有高热不退者，也有仅为低热者。通常都有不同程度的头痛、呕吐、精神面色不好，困倦多睡。重者可有抽风、昏迷、肢体瘫痪、呼吸节律不整等表现。由于病毒的种类不同，脑炎的表现也就多种多样。流行性乙型脑炎(简称乙脑)是由带病毒的蚊子传播而发生，最易引起高热、抽风、昏迷。发病急骤，进展迅速，致残率及病死率均较高。

单纯疱疹病毒引起的脑炎病情亦十分严重。脑部不但有炎症、水肿，而且出血、坏死等亦较多发生。

病毒性脑炎多数病例可以完全恢复，仅少数留有癫痫、视力、听力障碍、肢体瘫痪及不同程度的智能迟缓后遗症。